Προηγμένες Εγκαταστάσεις Αποτελεσματική ΠαραγωγήΜία τάση προς τα εμπρός διόδου αναφέρεται στην πτώση τάσης που συμβαίνει όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα περνά διαμέσου μιας διόδου σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Είναι γενικά ανεξάρτητο από το ποσό του ρεύματος που διέρχεται από τη δίοδο και θα είναι το ίδιο για μια δεδομένη οικογένεια διόδων. Για τις διόδους πυριτίου, οι οποίες είναι γενικά οι πιο συνηθισμένες, η πτώση της τάσης προς τα εμπρός είναι περίπου 0,7 volts (V).
Οι δίοδοι είναι συσκευές που περνούν ηλεκτρικό ρεύμα μόνο σε μία κατεύθυνση και επομένως μπορούν να θεωρηθούν ως ένα είδος βαλβίδας μονής κατεύθυνσης για ηλεκτρόνια. Όταν τα ηλεκτρόνια κινούνται προς τη σωστή κατεύθυνση για να περάσουν από τη δίοδο, η δίοδος λέγεται ότι είναι προς τα εμπρός προκατειλημμένη . Έτσι, η πτώση τάσης της διόδου είναι γνωστή και ως πτώση τάσης προς τα εμπρός .
Οι δίοδοι δουλεύουν έχοντας ένα μικρό κομμάτι από υλικό ημιαγωγών με ντόπιο στρώμα μεταξύ των ηλεκτροδίων τους, τα οποία περνούν τα ηλεκτρόνια προς τη μία κατεύθυνση αλλά όχι το άλλο. Αυτό το υλικό έχει δύο ζώνες, η ζώνη n , η οποία είναι πλούσια σε αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια, και η p-ζώνη , η οποία είναι φτωχή σε ηλεκτρόνια. Η ζώνη p μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει θετικές οπές που μπορούν να δεχθούν τα ηλεκτρόνια από την n ζώνη. Όταν οι δύο ζώνες συγκεντρωθούν για να σχηματίσουν μια σύνδεση pn , μεταφέρονται τα ηλεκτρόνια από την n-ζώνη στην p-ζώνη μέχρι να εξαντληθούν όλα τα ηλεκτρόνια n-ζώνης που είναι διαθέσιμα για χρήση ως ρεύμα μεταφορείς και η σύνδεση pn γίνεται μονωτής .
Αν εγχέονται φρέσκα ηλεκτρόνια στην εξαντλημένη n-ζώνη, ενώ αφαιρούνται από την κορεσμένη p-ζώνη, ηλεκτρικό ρεύμα θα ρέει κατά μήκος της διασταύρωσης. Αυτό συμβαίνει όταν η δίοδος είναι προκατειλημμένη προς τα εμπρός. Τα ηλεκτρόνια πρέπει να ωθηθούν από μια τάση με αρκετή δύναμη για να διασχίσουν τη διασταύρωση pn και αυτή η ώθηση είναι η πηγή της τάσης προς τα εμπρός της διόδου ή της πτώσης τάσης προς τα εμπρός.
Εάν η πολικότητα του κυκλώματος αντιστραφεί και επιχειρηθεί η έγχυση ηλεκτρονίων στην ρ-ζώνη ενώ αφαιρούνται από την η-ζώνη, η δίοδος λέγεται ότι είναι αντίστροφα μεροληπτική και δεν θα ρέει ρεύμα. Εάν αυτή η τάση αντίστροφης τάσης υπερβεί μια ορισμένη τιμή - τη μέγιστη αντίστροφη τάση - η δίοδος μπορεί να αποτύχει και να περάσει μεγάλα ρεύματα, με μια διαδικασία γνωστή ως αντίστροφη τάση . Η δίοδος θα υποστεί μόνιμη βλάβη.
Όπως αναφέρθηκε, διάφοροι τύποι διόδων έχουν διαφορετικές σταγόνες τάσης προς τα εμπρός. Η πρόσθια πτώση τάσης μιας απλής φωτοεκπομπής ( LED ) μπορεί να κυμαίνεται από 1,4 έως 4 V, ανάλογα με τον τύπο. Για τη δίοδο Schottkey, η πρόσθια πτώση τάσης είναι συνήθως μόνο 0,2 V.